Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫМИ
СЕТЯМИ 15
Тенденции развития телекоммуникаций 15
Эволюция методов эксплуатации сетей электросвязи 18
Концепция сети управления электросвязью (TMN) 20
Эволюция технологий управления 23
Системы OSS/BSS. Развитие подходов к управлению телекоммуникационными сетями и услугами 24
Концепция NG OSS Теле Менеджмент Форума 25
Анализ мирового и отечественного опыта по созданию, внедрению и эксплуатации систем управления сетями связи 29
Анализ существующих методов проектирования процессов и систем управления телекоммуникационными сетями 32
Задачи исследований 35
Выводы по главе 38
2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
НЕИСПРАВНОСТЯМИ В МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ.... 39
Концептуальная модель 39
Математическая модель процессов управления неисправностями 41
Обслуживание заявок высшего приоритета 44
Обслуживание заявок второго приоритетного уровня 46
Обслуживание заявок потока 3-го приоритетного уровня 47
Обслуживание заявок потока наименьшего уровня приоритета... 49 Выводы по главе 49
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ В МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ
СЕТЯХ 51
Общее описание подхода 51
Общие параметры и характеристики моделей 54
Характеристики модели процессов управления для преобразованной модели ИСУТ 58
Характеристики процессов управления для преобразованной модели TMN 60
Метод оценки эффективности процессов управления в
мультисервисных сетях 61
Выводы по главе 72
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
УСТРАНЕНИЕМ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В СИСТЕМАХ
УПРАВЛЕНИЯ СЕТЯМИ СВЯЗИ 74
4.1. Моделирование процессов управления устранением
неисправностей в системах управления сетями связи 74
Вводные замечания 74
Концептуальная модель процесса управления устранением неисправностей 75
Содержательная постановка задачи. Математическая модель 77
Исследование эффективности процессов управления устранением неисправностей 80
Исследование показателей эффективности процессов управления устранением неисправностей в СУЭ цифровых
систем передачи , 85
Выводы по главе 86
4 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ
ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ 91
5.1. Проектирование и внедрение интегрированных систем
управление сетями связи многопрофильного оператора связи.... 91
Цели создания системы управления сетями связи многопрофильного оператора связи 91
Функции системы управления сетями связи МОС 92
Общие требования к системе управления сетями связи МОС 93
Организационная структура системы управления сетями связи МОС 94
Проектирование СУСС МОС 98
Проектирование ядра и платформы СУСС МОС 99
Принципы построения ядра OSS 100
Внедрение СУСС МОС 102
5.2, Инженерная методика сравнительной оценки параметров
систем управления, поступающих на телекоммуникационный
рынок 104
Выводы по главе 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО
ЛИТЕРАТУРА 113
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Акты внедрения результатов диссертационной
работы 121
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Математическая модель системы интегрированного
управления телекоммуникационными сетями и услугами 124
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Общая модель TMN 129
ГІРИЛОЖЕНИЕ 4 Разработка инженерной методики сравнительной
оценки параметров систем управления, поступающих на
телекоммуникационный
', рынок 132
Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время развитие телекоммуникаций происходит в направлении расширения рынка телекоммуникационных услуг, на фоне внедрения новых телекоммуникационных и информационных технологий и их конвергенции. Внедрение новых услуг как и поддержание существующих требует соответствующих сетевых ресурсов. При этом современные инфокоммуникационные услуги предоставляются на основе новых телекоммуникационных и информационных технологий, являющихся основой создания и построения сетей связи следующего поколения (NGN).
Условия рынка требуют от операторов в первую очередь повышения качества предоставляемых потребителям услуг, а это приводит к увеличению затрат на поддержание сетевых ресурсов. С другой стороны, операторы связи заинтересованы в снижении эксплуатационных расходов и повышении эффективности процессов управления сетями связи и их элементами.
На существующих и заменяемых в настоящее время аналоговых сетях связи, синхронных цифровых сетях и во внедряемых мультисервисных сетях, которые являются основой перехода к сетям NGN, применяются различные методы эксплуатации, при этом существует различная степень приспособленности оборудования сетей к современным технологиям управления. Эти технологии управления описываются двумя различными классами моделей систем управления. С одной стороны, это классическая модель TMN управления ресурсами сети, с другой стороны, это модель NGOSS, разработанная Теле Менеджмент Форумом и определяющая процессы управления и поддержки услуг в NGN.
Комплексное решение перечисленных задач представляет сложную научную проблему и определяет необходимость проведения исследований связанных с анализом эффективности процессов управления в реальных системах управления, поступающих на телекоммуникационный рынок. Под эффективностью процессов управления понимается степень их соответствия характеристикам моделей систем управления, перечисленных выше классов.
При этом необходима разработка научно-обоснованных методов управления как ресурсами управлений в NGN, так и проектированием соответствующих систем управления.
Объектом исследований в диссертационной работе являются процессы управления в мультисервисных сетях (МС), причем с точки зрения процессов управления их специфика определяется следующими факторами:
МС состоят из сравнительно большого числа разнотипных компонентов, в то время как существующие сети характеризуются небольшим числом крупных и менее разнотипных коммутационных устройств;
МС поддерживают большее число интерфейсов и обеспечивают более высокую пропускную способность, чем существующие сети;
в отличие от существующих сетей, МС обеспечивают универсальный набор решений для поддержки процессов управления в сетях различного назначения (фиксированных и мобильных телефонных сетях, сетях передачи данных, сетях сигнализации и т.д.);
МС способны предоставлять и поддерживать неограниченное число видов услуг (от традиционных до новых инфотелекоммуникационных) при произвольном порядке наращивания сервисных приложений;
МС обеспечивают поддержку процессов управления оборудованием различных производителей;
МС функционируют в условиях значительной географической протяженности; в режиме, близком к режиму реального времени, обеспечивают согласованное выполнение функций управления для оборудования, работающего в разных часовых поясах;
системы управления мультисервисных сетей, предназначенные для обработки и хранения информации управления, обладают соответствующими ресурсами производительности и необходимыми возможностями для создания нормальной работы обслуживающего персонала.
Методы системного проектирования процессов управления в мультисер-висных сетях, наряду с влиянием перечисленных факторов, должны учитывать сетевые аспекты проектирования систем управления.
Широко известны работы представителей школ профессоров В.Г. Лазарева и Г.П. Захарова, связанные с разработкой методов динамического управления и моделированием алгоритмов маршрутизации в различных сетях связи.
В книге известных ученых Я.С. Дымарского, Н.П. Крутяковой и Г.Г. Яновского «Управление сетями связи: принципы, протоколы, прикладные задачи» -серия изданий «Связь и бизнес» рассмотрены прикладные вопросы сетевого управления, в частности, методы моделирования алгоритмов маршрутизации в различных типах сетей связи. Созданию элементов теории проектирования систем управления сетями и услугами посвящены работы А.А. Костина.
Вместе с тем, необходимы дальнейшие углубленные исследования эффективности процессов управления сетями следующего поколения с учетом специфики мультисервисных сетей.
Цель работы. Целью диссертационной работы является комплексное решение задач, связанных с анализом эффективности и разработкой моделей процессов управления мультисервисными сетями и методов проектирования собственно систем управления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
анализ мирового опыта и задачи операторов связи по созданию и внедрению систем управления телекоммуникационными сетями и услугами;
анализ существующих методов проектирования процессов управления и систем управления телекоммуникационными сетями и услугами;
разработка моделей отдельных процессов управления ресурсами мульти-сервисной сети;
исследование эффективности процессов управления и проектирования систем управления мультисервисными сетями;
моделирование и исследование эффективности процессов управления
8 устранением неисправностей в системах управления сетями связи;
разработка прикладных программных средств для проведения расчетов и исследования характеристик процессов и систем управления;
разработка практических рекомендаций по использованию полученных теоретических результатов.
Методы исследования. В основу проведенных исследований положены методы теории массового обслуживания, теории телетрафика, исследования сложных иерархических систем.
Научная новизна работы в целом состоит в комплексном решении задач, связанных с исследованием эффективности процессов управления в мультисер-висных сетях, разработке моделей отдельных процессов управления и методов проектирования систем управления мультисервисными сетями.
Конкретно это выражается в следующем.
Разработана модель процессов управления неисправностями в мульти-сервисных сетях.
Разработан метод исследования эффективности процессов управления ресурсами мультисервисных сетей.
Разработан метод проектирования систем управления мультисервисными сетями.
Проведено математическое моделирование и исследована эффективность процессов управления устранением неисправностей в системах управления сетями связи.
Основные положения, выносимые на защиту
Обоснование необходимости проведения работ по анализу эффективности процессов управления в мультисервисных сетях.
Модель процессов управления неисправностями в мультисервисных сетях.
3. Методы проектирования систем управления в мультисервисных сетях.
9 4.Метод исследования эффективности процессов управления в мультисер-висных сетях.
Инженерная методика сравнительной оценки параметров систем управления, поступающих на рынок телекоммуникаций.
Модель процессов восстановления в системах управления сетями связи следующего поколения и методика их проектирования.
Личный вклад автора. Основные научные положения, теоретические выводы и рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе, получены автором самостоятельно.
Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в применении разработанных моделей, методов и методик для инженерного проектирования процессов управления и систем управления мультисервисными сетями. Кроме того, разработанный инженерный метод позволяет провести быструю оценку параметров и эффективности процессов управления и соответствующих систем управления, поступающих на телекоммуникационный рынок. Метод проектирования процессов восстановления может быть использован для оценки качества проведения ремонтно-восстановительных работ, а также при разработке организационно-штатных структур различных центров управления сетями связи.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в ОАО «Связьинвест» при разработке: концепции системы управления сетями связи МРК и требований к системе управления сетями связи межрегиональной компании. Выводы и рекомендации диссертации использованы в НИР и ОКР, проводимых Центром проблем управления телекоммуникационными сетями и услугами СПб ГУТ в процессе проектирования различных систем управления сетями связи.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: 7-й и 8-й МК «Развитие телекоммуникаций в России» (Сочи, 2004 и 2005); научной сессия НТОРЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио (Москва, 2004); 4-й
10 МК« Системно-сетевые решения и оборудование для построения сетей связи на основе технологий NGN» (Нижний Новгород, 2004); V МНС «Информационные сети, системы и технологии» (Москва, 2004); МК «Задачи управления сетями электросвязи» (Суздаль, 2004); МК «Проблемы и системы эксплуатационного управления и информационной безопасности сетей связи» (Санкт-Петербург, 2004); Юбилейной НТК СПб ГУТ имени проф. М.А. Бонч-Бруевича (Санкт-Петербург, 2005); V МНК «Информационные сети, системы и технологии» (Москва, 2005).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 13 печатных трудах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, 4 приложений. Работа содержит 142 страниц машинописного текста, 44 рисунка, список литературы из 77 наименований.
В первой главе излагаются результаты проведенного анализа существующих подходов, моделей и методов описания процессов и систем управления сетями связи. Выявлены специфические факторы в сетях связи следующего поколения NGN, которые необходимо учитывать при разработке процессов управления этими сетями, а также при проектировании систем управления ресурсами сети и услугами.
Анализ различных технологий управления ресурсами телекоммуникационных сетей позволил сделать вывод о необходимости анализа эффективности процессов управления в системах управления современными сетями, создаваемыми на основе концепции NGN, т.е. анализа степени соответствия характеристик реальных процессов управления характеристикам рассмотренных выше стандартизованных моделей систем управления. Кроме того, необходима разработка методов проектирования процессов и систем управления для автоматизации заданных бизнес-процессов оператора.
Вторая глава посвящена разработке модели процессов управления неисправностями в мультисервисной сети.
Важность решения задачи наблюдения (аварийного надзора) за состоянием ресурсов мультисервисной сети вытекает из необходимости обеспечения процессов поддержки услуг, предоставляемых мультисервисой сетью. Разработанная модель представлена в виде четырехфазовой системы массового обслуживания (СМО).
Рассмотрены основные характеристики модели, учитывающие специфику оборудования мультисервисных сетей и представляющие собой времена пребывания заявок различных приоритетов, как в отдельных фазах системы, так и в блоках, допускающих возвращение на дообслуживание, а также во всей системе в целом.
Полученные аналитические соотношения являются основой при проектировании процессов управления в мультисервисных сетях. Кроме того, полученные теоретические результаты, являются базой для проведения дальнейших исследований в диссертационной работе, связанных с проектированием систем управления для конкретных данных заказчика, а также при анализе эффективности процессов управления и проведении оценочных расчетов характеристик систем управления, поступающих на российский телекоммуникационный рынок.
В третьей главе диссертации на основании разработанного метода проводится исследование эффективности процессов управления и разрабатываются методы проектирования систем управления в мультисервисных сетях.
Известны различные модели систем управления сетями электросвязи. Архитектура СУЭ реализована либо на классической модели TMN, либо на модели, учитывающей концепцию NGOSS форума TMF. При этом СУЭ является многоуровневой системой, как показано в гл. 2. Проводится анализ эффективности процессов управления в реальных СУЭ в сопоставлении с классической моделью TMN и с интегрированной моделью ИСУТ применительно к МС. Под эффективностью процессов управления в МС понимается степень их соответствия характеристикам моделей систем управления TMN и NGOSS.
Получены аналитические соотношения, описывающие характеристики процессов управления для разработанной преобразованной модели интегрированной системы управления телекоммуникациями и преобразованной модели TMN.
Проведены расчеты характеристик и дан анализ эффективности процессов управления по разработанным моделям. Параметры потоков информации при проведении расчетов выбраны на основе обработки статистической информации о неисправностях в телекоммуникационном оборудовании, находящемся в эксплуатации.
Доказана возможность использования упрощенных моделей, описывающих системы управления рассматриваемых классов, для проведения оценочных инженерных расчетов характеристик систем управления, поступающих на российский телекоммуникационный рынок.
Определены области эффективного использования разработанных моделей для заданных параметров процессов управления в системах управления, поступающих на Российский телекоммуникационный рынок.
Четвертая глава диссертации посвящена моделированию и исследованию эффективности процессов управления устранением неисправностей в системах управления сетями связи. Цикл устранения неисправностей (восстановления) неразрывен с другими циклами процесса управления.
В диссертации предложен подход к решению задачи оценки эффективности процессов восстановления для М объектов технического обслуживания N восстановительными бригадами.
В качестве показателей эффективности рассматриваемого процесса управления приняты следующие величины, характеризующие функционирование объектов в состоянии С с неудовлетворительным качеством: Тс - среднее время ожидания восстановления объектом исходного состояния С; Lc -среднее число объектов, ожидающих восстановления в исходное состояние С.
Для оценки выбранных показателей Тс и Lc в предложенной модели использован агрегативный подход. Разработанный метод расчета показателей эф-
13 фективности раз является приближенным. Однако погрешность при определении с его помощью показателей Тс и Lq не превышает 5-10% по сравнению с точным, но более трудоемким методом расчета сети. Построены зависимости Тс и Lc от различных показателей процессов восстановления.
Разработанный метод оценки эффективности процессов централизованного управления устранением неисправностей в сетях связи может быть использован при проектировании процессов управления устранением неисправностей как в мультисервисных сетях, так и существующих цифровых сетях связи.
Пятая глава диссертации посвящена практическим вопросам реализации разработанных моделей и методов проектирования процессов управления в сетях связи, в том числе и сетях, построенных на основе концепции NGN и NGOSS Теле Менеджмент Форума.
Разработанные во второй и третьей главах диссертационной работы методы проектирования процессов управления и систем управления, были положены в основу создания Концепции системы управления сетями связи Межрегиональной компании (МРК). С точки зрения оператора, предоставляющего услуги, МРК может рассматриваться как многопрофильный оператор связи (МОС), предоставляющий разнообразные телекоммуникационные и информационные услуги, в том числе и услуги создаваемых сетей NGN.
Полученные в диссертационной работе результаты были использованы при подготовке указанных разделов Концепции.
Кроме того, в работе предложена методика сравнительной оценки параметров реальных продуктов - систем управления, поступающих на телекоммуникационный рынок.
В заключении формулируются научные и практические результаты диссертационной работы.
Приложения содержат акты внедрения результатов диссертационной работы, также справочные материалы по описанию математической модели системы интегрированного управления телекоммуникационными сетями и услуга-
14 ми и математической модели СУЭ (TMN), а также методику для исследования характеристик моделей ИСУТ и СУЭ.
